Les montagnes sous-marines et leur impact sur la circulation océanique

Des montagnes sous-marines colossales, atteignant des milliers de mètres de haut, attisent les courants marins profonds, ce qui a un impact sur la façon dont nos océans stockent la chaleur et le carbone.

Une équipe internationale, dirigée par l’Université de Cambridge, a utilisé la modélisation numérique pour quantifier la façon dont les turbulences sous-marines autour de ces montagnes, appelées monts sous-marins, influencent la circulation océanique ; il s’agit d’un mécanisme important dans le mélange des océans et qui manque dans les modèles climatiques utilisés dans l’élaboration des politiques.

“Les turbulences intenses autour des monts sous-marins en font un contributeur majeur au mélange des océans à l’échelle mondiale, mais ce processus n’est pas représenté dans les modèles climatiques”, a déclaré le Dr Ali Mashayek du Département des sciences de la Terre de Cambridge, qui a dirigé l’étude. Les résultats, publiés dans la revue Actes de l’Académie nationale des sciencespourrait être utilisé pour améliorer les prévisions des modèles sur la façon dont l’océan réagira au réchauffement climatique.

L’océan est en perpétuel mouvement, comme s’il s’agissait d’un immense tapis roulant géant : l’eau chaude des tropiques se déplace lentement vers les pôles, où elle se refroidit et s’enfonce sur des milliers de mètres dans les abysses de l’océan, emportant avec elle le carbone, la chaleur et les nutriments stockés.

Cette eau froide et lourde doit refaire surface, sinon l’océan se remplirait d’eau glaciale. Mais identifier l’origine de l’énergie nécessaire à ce flux de retour constitue un défi scientifique majeur. La nouvelle étude aide à résoudre ce mystère de longue date, en montrant comment les monts sous-marins facilitent la circulation océanique.

Des dizaines de milliers de montagnes sous-marines, ou monts sous-marins, se trouvent au fond de l’océan, mais ce chiffre est probablement beaucoup plus élevé car seul un quart des fonds marins a été cartographié.

Les monts sous-marins sont des obstacles aux courants marins profonds. L’eau rugit sur leurs pentes abruptes, créant des vortex de sillage en spirale qui transportent l’eau vers la surface. “Les eaux profondes autour d’un mont sous-marin sont chaotiques et turbulentes”, a déclaré Mashayek, “les turbulences brassent l’océan, tout comme on mélange du lait dans son café.” Cette agitation aide à attirer l’eau profonde et lourde vers la surface ; compléter un circuit qui maintient l’océan en mouvement.

La turbulence en haute mer a déjà été mesurée autour des monts sous-marins, mais les scientifiques ne savaient pas encore avec certitude quelle était l’importance de ce processus dans la circulation océanique une fois extrapolé à l’ensemble de l’océan. Selon Mashayek et l’équipe, l’agitation autour des monts sous-marins contribue à environ un tiers du mélange des océans à l’échelle mondiale. La contribution était plus importante, autour de 40 %, dans l’océan Pacifique, où les monts sous-marins sont plus nombreux.

Le Pacifique est le plus grand réservoir de chaleur et de carbone. On pense généralement que les eaux profondes de l’océan Pacifique mettent plusieurs milliers d’années à refaire surface, « mais si les monts sous-marins favorisent le mélange, en particulier dans les grands réservoirs de carbone comme le Pacifique, alors la durée du stockage pourrait être plus courte et si le carbone est libéré plus tôt, cela pourrait accélérer le changement climatique », a déclaré la co-auteure Laura Cimoli du Département de mathématiques appliquées et de physique théorique de Cambridge.

Mashayek et ses collègues ne sont pas les premiers à suggérer que les monts sous-marins pourraient être essentiels à la circulation océanique. Dans les années 1960, le célèbre océanographe Walter Munk a émis l’hypothèse que les monts sous-marins pourraient être « les bâtonnets de l’océan ». Depuis, les océanographes sondent les eaux autour des monts sous-marins et mesurent directement cet écoulement turbulent.

“Mais ce qui manquait dans le tableau, c’était une mesure de l’importance de cela à l’échelle mondiale”, a déclaré le co-auteur, le professeur Alberto Naveira Garabato, de l’Université de Southampton. “La seule raison pour laquelle nous avons pu tester cela maintenant est que nous n’en avons que récemment assez de cartographier les fonds marins. Le nombre de monts sous-marins est probablement encore plus grand, donc nos estimations de leur importance dans le mélange sont encore prudentes. “.

L’équipe prévoit désormais d’incorporer la physique des turbulences induites par les monts sous-marins dans les modèles climatiques, contribuant ainsi à améliorer les prévisions sur l’impact possible du changement climatique sur le stockage de carbone et de chaleur dans les océans. “En fin de compte, pour savoir comment l’océan s’adapte au changement climatique, nous devons avoir une représentation réaliste de la circulation océanique profonde. Nous avons maintenant fait un pas de plus vers cela”, a déclaré Mashayek.